SU1631619A1 - Device for arcless commutation of d - Google Patents
Device for arcless commutation of d Download PDFInfo
- Publication number
- SU1631619A1 SU1631619A1 SU884623454A SU4623454A SU1631619A1 SU 1631619 A1 SU1631619 A1 SU 1631619A1 SU 884623454 A SU884623454 A SU 884623454A SU 4623454 A SU4623454 A SU 4623454A SU 1631619 A1 SU1631619 A1 SU 1631619A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- transistor
- contacts
- resistor
- output
- switching
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Keying Circuit Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и предназначено дл коммутации цепей посто нного тока. Цель изобретени - повышение надежности устройства. При включеФиг .1 нии устройства сначала замыкаютс контакты 9, что приводит к включению полупроводникового ключа 1, затем контакта 7. Замыкание контактов 7 происходит без дугообра- зовани . При отключении нагрузки сначала размыкаютс контакты 7, что приводит к включению ключа 1, затем размыкаютс контакты 9. Одновременно с включением ключа 1 начинаетс зар д конденсатора 5, продолжительность которого составл ет несколько миллисекунд. Зар д конденсатора до напр жени 0,7 - 1 В приводит к выключению ключа 1, и процесс коммутации тока заканчиваетс . Повышение надежности устройства достигаетс за счет уменьшени времени выключени ключа 1 и, соответственно , за счет энергии, выдел ющейс в ключе 1 при коммутации тока. 3 ил. # - (Л С о Сл ю The invention relates to electrical engineering and is intended for switching DC circuits. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device. When the device is turned on, contacts 9 first close, which leads to switching on the semiconductor switch 1, then contact 7. The closure of contacts 7 occurs without arcing. When the load is disconnected, contacts 7 are first opened, which leads to switching on key 1, then contacts 9 are opened. Simultaneously with switching on key 1, the charge of capacitor 5 starts, the duration of which is several milliseconds. Charging the capacitor to a voltage of 0.7 - 1 V causes the switch 1 to turn off, and the current switching process ends. An increase in the reliability of the device is achieved by reducing the turn-off time of the key 1 and, accordingly, due to the energy released in the key 1 when the current is switched. 3 il. # - (L S o S Sl yu
Description
Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам коммутации электрической цепи посто нного тока.This invention relates to electrical engineering, in particular, to devices for switching an electric circuit of a direct current.
Цель изобретени - повышение надежности устройства.The purpose of the invention is to increase the reliability of the device.
На фиг.1 приведена принципиальна схема устройства; на фиг.2 - осциллограмма напр жени на силовом полупроводниковом ключе в процессе выключени индуктивной нагрузки; на фиг.З -осциллограмма тока коллектора силового полупроводникового ключа.Figure 1 is a schematic diagram of the device; Fig. 2 shows an oscillogram of a voltage on a power semiconductor key in the process of switching off an inductive load; in FIG. 3 is the oscillogram of the collector current of the power semiconductor key.
Устройство дл бездуговой коммутации цепей посто нного тока содержит силовой полупроводниковый ключ 1, транзистор с резистором, подключенным параллельно базе и эмиттеру, транзистор 2 малой мощности , коллектор которого соединен с базой силового полупроводникового ключа 1, а эмиттер - с эмиттером силового полупроводникового ключа 1, первый резистор 3, включенный между коллектором и базой силового полупроводникового ключа 1,второй резистор 4, включенный между базой и эмиттером транзистора 2 малой мощности, конденсатор 5, включенный между базой и эмиттером транзистора 2 малой мощности, третий резистор 6, включенный между коллектором силового полупроводникового ключа 1 и базой транзистора 2 малой мощности , главные контакты 7 дл подключени нагрузки 8 к источнику питани , дополнительные контакты 9, которые подключают ключ 1 к главным контактам 7. При коммутации индуктивной нагрузки силовой ключ 1 шунтируетс варистором 10.The device for arc-free switching of direct current circuits contains a power semiconductor switch 1, a transistor with a resistor connected in parallel to the base and an emitter, a transistor 2 of low power, the collector of which is connected to the base of the power semiconductor switch 1, and the emitter with the emitter of the power semiconductor switch 1, first resistor 3 connected between the collector and the base of the power semiconductor switch 1, the second resistor 4 connected between the base and the emitter of the low power transistor 2, capacitor 5 connected between the ba oh and the emitter of the low power transistor 2, the third resistor 6 connected between the collector of the power semiconductor switch 1 and the base of the transistor 2 low power, the main contacts 7 for connecting the load 8 to the power source, the additional contacts 9 that connect the key 1 to the main contacts 7. When switching an inductive load, the power switch 1 is shunted by the varistor 10.
Устройство дл бездуговой коммутации цепей посто нного тока работает следующим образом.The device for arc-free switching of direct current circuits operates as follows.
При включении нагрузки 8 дополнительные контакты 9 замыкаютс раньше главных контактов 7. Ток базы силового полупроводникового ключа 1, определ емый сопротивлением резистора 3, переводит в открытое состо ние силовой полупроводниковый ключ 1, который шунтирует контакты 7 и замыкает цепь нагрузки 8. Замыкание контактов 7 происходит без дугообразова- ни при открытом силовом полупроводниковом ключе 1. При выключении нагрузки 8 сначала размыкаютс контакты 7, ток базы силового полупроводникового ключа 1, определ емый сопротивлением резистора 3, переводит силовой полупроводниковый ключ 1 в открытое состо ние, ток нагрузки 8 начинает протекать через контакты 9 и контакты 7 расход тс без дугообразовани . Одновременно с началом протекани в цепи базы силового полупроводникового ключа 1 управл ющею тока через резистор 6When the load 8 is turned on, the additional contacts 9 are closed before the main contacts 7. The base current of the power semiconductor switch 1, determined by the resistance of the resistor 3, brings the power semiconductor switch 1 to the open state, which bypasses the contacts 7 and closes the load circuit 8. The closure of the contacts 7 occurs without arcing with the open power semiconductor key 1. When the load 8 is turned off, contacts 7 first open, the base current of the power semiconductor key 1, the resistor defined by the resistance and 3, switches the power semiconductor switch 1 to the open state, the load current 8 begins to flow through the contacts 9 and the contacts 7 are consumed without arcing. Simultaneously with the start of flow in the base circuit of the power semiconductor switch 1 of the control current through the resistor 6
подаетс ток зар да конденсатора 5. Емкость конденсатора 5 выбирают исход из услови обеспечени открытого состо ни силового полупроводникового ключа 1 втечение нескольких миллисекунд дл расхождени контактов 7 на рассто ние, исключающее пробой межконтактного промежутка . Данный процесс обозначен цифрой I на- осциллограммах на фиг.2 и 3. Нео бходи0 мость разделени во времени процессов расхождени контактов 7 и выключени силового полупроводникового ключа 1 обусловлена тем, что врем выключени силового полупроводникового ключа 1 вThe charging current of the capacitor 5 is applied. The capacitance of the capacitor 5 is selected on the basis of the condition of the open state of the power semiconductor switch 1 within a few milliseconds for the contacts 7 to diverge by the distance excluding the breakdown of the contact gap. This process is indicated by the number I in waveforms in Figures 2 and 3. The need for separation in time of the processes of divergence of contacts 7 and turning off the power semiconductor key 1 is due to the fact that the turn-off time of the power semiconductor key 1 in
5 предлагаемом устройстве составл ет несколько микросекунд, а врем расхождени контактов электромагнитных реле - несколько миллисекунд. Зар д конденсатора 5 до напр жени 0,7-1 В приводит к выклю0 чению силового полупроводникового ключа 1, причем входна характеристика транзистора 2 малой мощности обеспечивает получение траектории выключени силового полупроводникового ключа 1 во времени,5, the proposed device is several microseconds, and the contact time of the electromagnetic relays is several milliseconds. The charge of the capacitor 5 to a voltage of 0.7-1 V leads to the switching off of the power semiconductor switch 1, and the input characteristic of the low-power transistor 2 ensures that the switching path of the power semiconductor switch 1 is received in time,
5 близкой к пр моугольной (фиг.З). Это достигаетс тем, что силовой полупроводниковый ключ 1 выполнен включением по схеме Дарлингтона нескольких транзисторов, поэтому дл перевода его в провод щее состо ние5 close to rectangular (fig. 3). This is achieved by the fact that the power semiconductor switch 1 is made by turning on several transistors according to the Darlington scheme, therefore, to put it into a conducting state
0 требуетс небольшой по величине ток базы, дл отвода из цепи базы силового полупроводникового ключа 1 через коллекторную цепь транзистора 2 малой мощности небольшого по величине тока управлени тре5 буетс еще более меньший по величине ток в цепи базы транзистора 2 малой мощности, а наличие обратных токов в цепи базы транзистора 2 малой мощности при напр жении на конденсаторе 5, близком к нулю, придает0 requires a small base current, for removing the power semiconductor switch 1 through the collector circuit of the low power transistor 2 of a small control current, an even smaller current in the base circuit of the transistor 2 low power is required the base circuit of the transistor 2 low power when the voltage on the capacitor 5, close to zero, gives
0 схеме управлени силовым полупроводниковым ключом 1 пороговые свойства.0 control circuit of the power semiconductor key 1 threshold properties.
Таким образом, дл обеспечени быстрого перевода силового полупроводникового ключа 1 в закрытое состо ние использу5 етс изменение направлени протекани тока в цепи базы транзистора 2 малой мощности при изменении напр жени на конденсаторе 5 от значени , близкого к нулю, до значени 0,7 - 1 В. При выключении си0 левого полупроводникового ключа 1 во врем нарастани напр жени между коллектором и эмиттером силового полупроводникового ключа 1 увеличиваетс ток через резистор 3, однако при этом ток черезThus, to ensure fast transfer of the power semiconductor switch 1 to the closed state, the current direction in the base circuit of the low power transistor 2 is changed when the voltage on the capacitor 5 is changed from a value close to zero to a value of 0.7 - 1 V When the power of the left semiconductor switch 1 is turned off during a rise in voltage between the collector and emitter of the power semiconductor switch 1, the current through the resistor 3 increases, however, the current through
5 резистор 6 также возрастает, что не вызывает повторного включени силового полупро,- водникового ключа 1. При замкнутом состо нии контактов 7 и 9 и при разомкнутом состо нии контактов 7 и 9 конденсатор 5 разр жаетс до напр жени , близкого к5, the resistor 6 also increases, which does not cause the power semiconductor to turn on again — the vodnik key 1. When the contacts 7 and 9 are closed and the contacts 7 and 9 are open, the capacitor 5 is discharged to a voltage close to
нулю, и устройство вновь подготовлено дл коммутации.zero, and the device is again prepared for switching.
Больша скорость выключени силового полупроводникового ключа 1 в случае коммутации индуктивной нагрузки 8 вызывает по вление перенапр жений на силовом полупроводниковом ключе 1. Защита от перенапр жений может быть обеспечена с помощью варистора 10. Процесс рассе ни на варисторе 10 энергии, запасенной в индуктивной нагрузке, обозначен цифрой II на осциллограмме на фиг.2. После завершени процесса рассе ни на варисторе 10 энергии , обусловленной индуктивным характером нагрузки, размыкаютс контакты 9. Таким образом, при включении нагрузки 8 контакты 7 должны замыкатьс до окончани процесса, обозначенного цифрой I на осциллограмме на фиг.2, при выключении нагрузки 8 контакты 9 должны размыкатьс после окончани процесса, обозначенного цифрой II на осцилограмме на фиг.2. В случае коммутации активной нагрузки 8 на осциллограмме отсутствуют процессы, обозначенные цифрой II (фиг.2), варистор 10 в этом случае может быть исключен из схемы .A higher shutdown speed of the power semiconductor switch 1 in the case of switching an inductive load 8 causes the appearance of overvoltages on the power semiconductor switch 1. Overvoltage protection can be provided with the help of varistor 10. The process of dissipation of inductive load on the varistor 10 is indicated number II on the waveform in figure 2. After the process of dissipation of energy due to the inductive nature of the load on the varistor 10, the contacts 9 are opened. Thus, when the load 8 is switched on, the contacts 7 must be closed before the end of the process indicated by I on the oscillogram in FIG. 2 is closed, when the load 8 is turned off must open after the end of the process indicated by II in the oscillogram in FIG. 2. In the case of switching the active load 8 on the oscillogram there are no processes indicated by the number II (figure 2), the varistor 10 in this case can be excluded from the circuit.
В выключенном состо нии силового полупроводникового ключа 1 токи утечки, обрываемые контактами 9; определ ютс , в основном, величиной сопротивлени резистора 3. Выполнение силовго полупроводникового ключа 1 включением по схеме Дарлингтона нескольких транзисторов позвол ет применить в качестве резистора 3 резистор высокого сопротивлени .In the off state of the power semiconductor switch 1, the leakage currents terminated by the contacts 9; are determined mainly by the resistance value of the resistor 3. Performing the force semiconductor key 1 by turning on several transistors according to the Darlington circuit makes it possible to use a high resistance resistor as the resistor 3.
Падение напр жени между коллектором и эмиттером транзистора 2 малой мощности в провод щем состо нии значительно меньше суммы падений напр жений на переходах база - эмиттер транзисторов, включенных по схеме Дарлингтона и образующих силовой полупроводниковый ключ 1, при протекании управл ющих токов в цепи базы силового полупроводникового ключа 1,The voltage drop between the collector and the emitter of the low-power transistor 2 in the conducting state is significantly less than the sum of the voltage drops at the base-emitter junctions of the transistors connected according to the Darlington circuit and forming the power semiconductor switch 1 when the control semiconductor base flows key 1,
что обеспечивает надежное запирание силового полупроводникового ключа 1,which ensures reliable locking of the power semiconductor key 1,
Повышение надежности устройства достигаетс за счет уменьшени времени вы- ключени силового полупроводникового ключа и, соответственно, за счет снижени энергии, выдел ющейс в силовом ключе в процессе коммутации нагрузки.An increase in the reliability of the device is achieved by reducing the turn-off time of the power semiconductor key and, accordingly, by reducing the energy released in the power switch during the switching process of the load.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884623454A SU1631619A1 (en) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Device for arcless commutation of d |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884623454A SU1631619A1 (en) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Device for arcless commutation of d |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1631619A1 true SU1631619A1 (en) | 1991-02-28 |
Family
ID=21416591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884623454A SU1631619A1 (en) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Device for arcless commutation of d |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1631619A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2319248C1 (en) * | 2006-11-23 | 2008-03-10 | Сергей Александрович Богатырев | Arcless electromechanical contactor |
-
1988
- 1988-12-22 SU SU884623454A patent/SU1631619A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент Швейцарии Ns 588153, кл. Н 01 Н 9/30. 1977. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2319248C1 (en) * | 2006-11-23 | 2008-03-10 | Сергей Александрович Богатырев | Arcless electromechanical contactor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5164872A (en) | Load circuit commutation circuit | |
| US4700256A (en) | Solid state current limiting circuit interrupter | |
| JP3872444B2 (en) | Hybrid DC electromagnetic contactor | |
| US4631621A (en) | Gate turn-off control circuit for a solid state circuit interrupter | |
| US4366522A (en) | Self-snubbing bipolar/field effect (biofet) switching circuits and method | |
| US5339210A (en) | DC circuit interrupter | |
| US5793586A (en) | Hybrid high direct current circuit interrupter | |
| CA2267544C (en) | Gate control circuit for voltage drive switching element | |
| JPS63171119A (en) | Inrush current limiting and overvoltage protection circuit devices | |
| CN115065039A (en) | Hybrid circuit breaker | |
| CN216016708U (en) | Intelligent power module driving circuit, intelligent power module and household appliance | |
| SU1631619A1 (en) | Device for arcless commutation of d | |
| US4794274A (en) | Circuit arrangement for removing carriers in a transistor | |
| RU2192682C2 (en) | Electric-circuit arcless switching device | |
| US4636906A (en) | Solid state circuit interruption employing a stored charge power transistor | |
| US4129812A (en) | Electronic timer | |
| US11049677B2 (en) | Inverse current injection-type direct current blocking device and method using vacuum gap switch | |
| RU2100861C1 (en) | D c contactor with arcless commutation | |
| SU1339884A1 (en) | Transistor gate with overload protection | |
| SU1744729A1 (en) | Device for arcless switching of dc electric circuits | |
| RU2305366C1 (en) | Constant current circuit release | |
| GB2136227A (en) | Direct Current Circuit Breakers | |
| SU1683086A1 (en) | Device for control of high-voltage circuit breaker | |
| SU1345283A1 (en) | Apparatus for protecting d.c.circuits from doltage changes | |
| SU1365162A1 (en) | Apparatus for disconnecting a.c. circuits with laminated arcing |